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游戏中的科学-第1章

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    把一个望远镜放在开放的窗台上,让阳光正好射入镜头。用一面镜子放在望远镜另一端的一个镜头下,使太阳的图像反射到室内的墙壁上。    
    注意:直接用望远镜看太阳,对眼睛有害!但在墙壁上你可以清晰地看到太阳光盘的真实景象,如果望远镜质量好,甚至能够看到太阳上的黑斑,叫做太阳黑子。那是太阳上的阴凉区域,只有2000摄氏度,而太阳其他区域的表面温度却达6000摄式度。由于地球的自转,墙壁上的图像也会不断移动,所以需要不时调整望远镜的位置。


天文类2。树荫中的小太阳

        
    太阳当空的时候,大树下面的阴影上有很多圆形光圈。它们为什么和树叶间隙的形状不一致呢?    
    通过树叶间隙撒向地面的阳光,实际反映了一个个小太阳图像。间隙越小,图像越清晰。每一个小间隙就像是照相机的光圈:它把边缘的虚光挡在外面,只让细长的光束通过,反射出清晰的图像。日食时,月球遮住部分太阳,所以树荫下的小太阳图像也会发生变形:例如只能看到小镰刀形状。


天文类3。做个简易日晷

        
    拿一只花盆,在盆底的圆孔处插一根长棍儿,放在花园或阳台整天都有阳光的地方。    
    长棍儿的影子,将随着太阳的运行沿着盆沿移动。每过一个小时,你在盆沿的阴影处做一个标记。这样,只要有阳光,你就可以在花盆上读出时间。    
    由于地球的自转,太阳看起来似乎在我们头顶自东向西运行一个半圆形轨道。因此,长棍儿的影子也就相应地沿着盆沿移动。由于盆壁是倾斜的,所以阳光几乎笔直地射向盆壁,因而长棍儿的影子也就相当准确。


天文类4。再做一个迷你日晷

        
    拿一块明信片大小和厚薄的硬纸片,在中间剪一个70 x 3 mm的开口。把一只不透明的塑料酸奶杯从中间剪开,把其中的一半准确地贴在纸片开口处(见图中虚线),上面用一块半圆形硬纸板盖上,然后在杯的边缘贴一张纸条。    
    迷你日晷做完了。你把它挂在室内朝阳的窗子玻璃上。由于地球的自转,太阳似乎在我们头顶做弧形运动。一股细细的光束出现在迷你日晷的壁上,它告诉我们白天的相应时间。当然你必须每个小时在那张纸条上做一个时间标记。


天文类5。世界时间钟自己也可以做

    插图1    
    插图2    
    插图3    
    把插图1上的世界时间圆盘复制下来,贴在图画纸上并剪下。把一只闹钟的玻璃表蒙子卸下来,让分针穿过时间圆盘的中心圆孔,把时针用胶条固定在圆盘的背面。    
    注意:让圆盘上标有大黑三角的“柏林”字样正好对在时针位置上。圆盘是带着它旋转的,所以不能卡住。这时,闹钟就会向你展示全球各地的时间了。    
    你首先找到中欧时间(有柏林字样的框内)。然后从柏林开始沿着外圈向左,你就找到了柏林以西的地方。每一个区都比前一区早一个小时,所以叫做时区。如果你从柏林按照箭头方向沿内圈移动,则可以看到柏林以东地区的时间。每一个区都要晚一个小时。如果柏林的箭头指的是13点,新西兰则已经是24点了。    
    举一个例子:闹钟显示柏林是19点02分。那么旧金山是几点呢?旧金山与落杉矶处于同一个时区。你可以从柏林出发,在外圈上向左走,直到有落杉矶字样的地方。那里的时间是:10点02分。几个有关联的地方同属一个时区,表示时区的界限正好沿着它们的边界运行。西欧国家,包括英国,和中欧国家一起同属中欧时间。你还必须考虑到,有些国家使用夏季时间,即在夏季拨前一个小时。由于地球在24小时内自西向东自传一圈,太阳看起来似乎从东向西移动,在各个时区内显示相应的时间。在我们的地图上,柏林是13点,纽约才早上7点。在右侧边缘(国际日期变更线)开始新的一天。你还要用同一种颜色标出每一个时区和圆盘上的相应区域。    
    (插图3文字:从大黑三角开始向右:    
    外圈:巴黎、柏林、伦敦 — 赫尔辛基、阿拉斯加 — 加拿大西部 — 落杉矶、温哥华 — 丹佛 — 芝加哥、墨西哥城 — 纽约、魁北克 — 布艾诺斯艾利斯 — 里约热内卢 — 亚速尔群岛 — 冰岛、马德拉群岛 — 摩洛哥    
    内圈:阿留申群岛 — 赫尔辛基 — 莫斯科 — 乌拉尔 — 卡拉奇 — 新西伯利亚 — 曼谷 — 北京 — 东京 — 悉尼 — 勘察加半岛 — 新西兰)    
    (插图2文字:胶条)


用植物做试验6。自动人工灌溉

        
    把葡萄酒瓶灌满清水,用手捂住瓶口,然后猛地翻过来,口朝下插在花盆中。用这个方法,瓶中的水可以灌溉植物好几天。    
    瓶中的水流入土中,待周围的土壤潮湿以后形成密封状态,空气无法注入瓶中,瓶中的水即不再外流。天气暖和的时候,你可以观察到,瓶中升起的气泡,要比天冷的时候多 — 热天植物需要更多的水。


用植物做试验7。玻璃杯中的雨

        
    把一根带叶的枝条放入有水的玻璃杯中,置于阳光下。在水面上滴入薄薄一层食用油,然后在玻璃杯上覆盖一个大玻璃罩。在很短时间内,罩壁上就会聚集起水滴。    
    由于油层不让水穿过,所以水只能从叶子蒸发出来。实际上,是植物所吸收的水份,通过叶面上的细小毛孔向空气中蒸发。阳光照射到玻璃罩上,使得里面的空气湿度饱和,于是就会出现蒸发现象:就像是细雨在冷的玻璃壁上结成水滴。


用植物做试验8。植物的向光之路

        
    把一块在地下室发芽的土豆,种在有潮湿泥土的花盆中。将其放入一只鞋盒的一角,然后在鞋盒的另一端剪一个圆孔。鞋盒里面再贴两道隔墙,各留下一个小空隙。    
    把鞋盒盖上,放在靠近窗子的地方。几天以后,土豆芽就会通过这座黑暗的迷宫找到光线的出口。    
    植物均有对光线敏感的细胞,指挥着植物的生长方向。即使进入鞋盒的十分微弱的光线,也能使土豆芽弯弯曲曲地朝着有光的方向生长。但其颜色却是苍白的,因为它在黑暗中无法制造对其生长极其重要的叶绿素。


用植物做试验9。曲线生长

        
    拿几颗已经萌芽的种子,比如水萝卜或豆类,放入两块玻璃板中间的吸墨纸上,用猴皮筋把两片玻璃板固定住。然后放入靠近窗子的一个有水的容器内。每两天把夹有萌芽的玻璃板调换一个角度。植物的根永远往下扎,而茎却永远往上长。    
    植物具有类似感官的性能。它的根部永远朝地心方向发展,而其芽茎则朝相反的方向。在山坡上生长的植物,其根部不是朝山体方向,而是朝地心方向生长。


用植物做试验10。渗透压力

        
    用石膏把一些干豌豆埋在一只香烟盒中,让石膏块硬化,然后把硬石膏块放入一只盛水的盘子里。石膏块很快就会崩裂成为两半。这里起作用的力量叫做渗透压力:水穿透有孔隙的石膏块中,然后逐渐渗入豌豆的细胞壁,在细胞中增加压力,最后使石膏块崩裂。    
    在马路边缘,我们可以发现有些沥青路面拱起和破裂。这是由于植物萌芽从根部吸取水分,然后通过渗透压力传到上面。于是,萌芽顶部产生了一种比一部空气压缩钻凿的压力还大数倍的能量。


用植物做试验11。用渗透压做游戏

        
    在一只葡萄酒杯中装满干豌豆,把水灌满,然后把杯子放在一个金属锅盖上。豌豆堆不断升高,然后就开始了豌豆落到锅盖上的魔鬼般的喧闹。    
    这同样是一个渗透压力起作用的过程:水在杯中进入豌豆细胞中,激活了其营养成分。从中产生的压力,使豌豆不断膨胀,从杯子里涌到外面,落在金属锅盖上。    
    对植物生命攸关的水,就是以同样的方式渗入其细胞壁,使其饱满。如果植物得不到水,它的细胞将萎缩:最后凋谢。


用植物做试验12。雨中的樱桃

        
    如果连续几天下雨,树上成熟的甜樱桃就会裂开。这和你把樱桃放在水中一段时间的效果一样。通过其表皮细微的孔隙,水虽然可以渗入樱桃,但它的含糖份的浓汁却不能渗出来。渗入的水分,在樱桃果实中稀释了糖汁,同时增强了细胞中的压力,最终导致果实爆裂。    
    液体在肉眼看不见的细胞壁的孔隙中穿行,称为渗透。这个过程,和植物从根部吸取水分的过程是一样的,一个细胞一个细胞地逐渐传导至树叶。


用植物做试验13。桦树的水分

        
    在一棵桦树的有叶子的枝条上绑一个塑料袋,袋内就会逐渐潮湿,袋壁上会附着很多水滴,两天后就会在里面的一角上聚集起水来。    
    天热时,很少的几片叶子上会形成相当多的水分。但在塑料袋中的湿度饱和的空气中,却远不如在其他在干燥空气中的叶子那样多。在夏天,一棵成熟的桦树每天最多可以散发400升的水,均为从根部吸收,然后通过树叶的无数微小的孔隙散发出来。


用植物做试验14。阳光下的生命

    可以用衣服夹固定漏斗    
    在一只大玻璃罐中注满清水,放入数枝水藻嫩芽。把玻璃罐置于阳光下,水中马上就会出现小气泡。罐中植物上方支起一个倒放的漏斗,漏斗口上放一只玻璃管。植物吐出的气泡,开始缓慢地冲满玻璃管。    
    植物需要阳光。在阳光的帮助下,可以从水和一氧化碳中制造使其成长和壮大的叶绿素,同时释放出氧气,充满了玻璃管。    
    在小玻璃管中,现在充满了氧气。你把它取出来,里面放进一块尚有火星的木屑,它会立即燃烧起来。任何燃烧都必须有氧气帮助。


用植物做试验15。双色奇花

        
    用清水稀释绿色和红色的钢笔水,各灌入一只小玻璃试管中,然后把两只试管置入一个玻璃杯里。把一支开白花的花梗(例如大丽花、玫瑰花或丁香花)切开,把切开的两支花梗末梢分别放入两只玻璃管中。花梗很快就会改变颜色,只要几个小时,花朵就会变成一半为红一半为绿的双色奇花。    
    有色液体顺着花梗上平时从根部吸取水分和营养的毛细管上升,颜色最后停留在花瓣上,而其中的液体则通过孔隙散发到外面。


用植物做试验16。白杨树叶的脉络

        
    大多数树种的落叶,一年后就会腐烂。但白杨树的叶子,却只是叶面上的软细胞会腐朽。    
    而叶面上的木质部分及其细微的叶脉,在大多数情况下却会完整地保留下来,即使树叶是落在潮湿的土地上。    
    叶梗上输送水分和营养的毛细管道,同样保持良好。当微风吹动树叶在树上摇晃时,其叶梗显现出一种弹性,类似细铁丝的强度。


化学类17。密写墨水其实很简单

        
    如果你想写一封秘密信函,其实是很简单的,只要找来柠檬汁或食用醋就可以了。它们就是密写墨水,用笔蘸着它写在普通的白纸上。干了以后,纸上的字迹就会消失。收信人知道这是一封密函,他就应该拿着白纸小心地在蜡烛火焰上方烘烤。烤过的纸上的字迹会变成褐色,变成可读的信息。    
    柠檬汁或食用醋,通过化学反应使纸上写了字的
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